ALMA-teleskopet har fanget de første noensinne-bildene av et sorte hulls tilskuddsdisk - en "smultring" av oppvarmet gass og materie som kretser rundt det og gradvis absorberer, ifølge en artikkel publisert i Astrophysical Journal Letters.
“Når vi forklarer de forskjellige funksjonene i kvasarer, har vi lenge trodd at aktive supermassive sorte hull er omgitt av en smultringlignende struktur av gass og støv. Vi kunne ikke se henne, siden hun er veldig liten. Det var bare takket være ALMAs ultrahøye oppløsning at vi klarte å realisere denne drømmen og bekrefte at en slik struktur eksisterer, sier Mastoshi Imanishi fra det japanske nasjonale astronomiske observatoriet i Tokyo.
Plass donuts og bagels
Supermassive sorte hull finner du i sentrum av nesten hver galakse. I motsetning til svarte hull, som vises når stjerner kollapser, er massen flere millioner ganger solen. De absorberer med jevne mellomrom stjerner, andre himmellegemer og gass og skyter ut en del av det oppfangede stoffet i form av jetfly - bjelker med oppvarmet plasma som beveger seg i nær lyshastighet.
Disse utslippene er ifølge astronomer et resultat av at sorte hull ikke klarer å absorbere stoff i ubegrensede mengder. Det er en viss grense, som astrofysikere kaller Eddington-grensen: når den er nådd, begynner stoffet å samle seg i nærheten av det sorte hullet i form av en varm "smultring" - en akkresjonsskive, hvor partikler gnir mot hverandre, varme opp til ultrahøye temperaturer og kastes ut i verdensrommet.
Ikke alle sorte hull oppfører seg på denne måten, forklarer Imanishi. For eksempel er objektet Sgr A * i sentrum av vår galakse preget av en beskjeden disposisjon og matlyst, den har ingen jetfly og en akkresjonsskive. Spørsmålet om hvordan akkresjonsdisken er dannet og hvorfor noen sorte hull skarpt mister appetitten eller omvendt skaffer den seg, har blitt et av hovedspørsmålene i astronomi.
Japanske astrofysikere tok det første skrittet mot å løse dette mysteriet ved å observere spiralgalaksen M77 i stjernebildet Cetus (en av de nærmeste naboene til Melkeveien) med mikrobølgeteleskopet ALMA på Chahnantor-høyplatået i Chile.
Salgsfremmende video:
Svarthull lunsj
Disken til denne galaksen er dreid i retning "mot", som lar astronomer følge det som skjer i sentrum, hvor et av de mest aktive og lyseste supermassive sorte hullene i umiddelbar nærhet av Melkeveien ligger.
For å søke etter en "smultring" i sentrum, gikk forskere fra Japan for et triks: De observerte to typer molekyler som kan være til stede i nærheten av et svart hull, men oppfører seg annerledes under forskjellige forhold. For eksempel finnes karbonmonoksidmolekyler, som ALMA kan skille godt, i nesten alle hjørner av galakser og kan avgi mikrobølger under nesten alle forhold.
På den annen side blir stoffer som hydrosyansyre eller noen aldehyder (de enkleste forbindelsene oksygen, hydrogen og karbon) bare synlige for ALMA-antenner når de befinner seg i spesielt tette gassskyer. Akkresjonsskiven, forklarer astronomene, skal være mye tettere enn de omkringliggende klynger av materie, og kan oppdages ved å observere overskuddet av disse to forbindelsene.
Ideen lønnet seg - japanske astrofysikere klarte å skaffe de første detaljerte fotografiene av "smultringen" av akkresjonsdisken og avslørte uventet noen av dens egenskaper. For eksempel viste det seg at den har en langstrakt og ujevn form - dette antyder at rotasjonen av den styres av tilfeldige prosesser, og ikke bare tiltrekningen til "eieren" av sentrum av galaksen.
Astronomer håper at ytterligere observasjoner av M77 vil bidra til å forstå nøyaktig hvordan dens "smultring" tok en så uvanlig form og hvorfor det sorte hullet i sentrum av Melkeveien ikke har en.
